Antigen ( angl. antigen [1] z generátoru protilátek - „producent protilátek“) je látka, kterou tělo považuje za cizí a dává na ni imunitní odpověď s cílem tuto látku odstranit. Obvykle jako antigeny působí makromolekuly proteinů a polysacharidů , včetně těch, které jsou součástí patogenů a virů, nádorových buněk [2] . Existuje také třída nízkomolekulárních látek zvaných hapteny , které vyvolají imunitní odpověď pouze po navázání na tělu vlastní proteiny, avšak pokud jsou v těle přítomny specifické protilátky , mohou se na ně vázat i v nepřítomnosti nosného proteinu. [3] .
Z hlediska biochemie je antigenem jakákoli molekula , která se specificky váže na protilátku . Ve vztahu k tělu mohou být antigeny vnějšího i vnitřního původu. Ačkoli všechny antigeny se mohou vázat na protilátky, ne všechny mohou způsobit, že tělo tyto protilátky produkuje ve velkém, tj. imunitní odpověď . Antigen schopný vyvolat imunitní odpověď v organismu se nazývá imunogen [4] .
Antigeny jsou typicky proteiny nebo polysacharidy a jsou součástí bakteriálních buněk, virů a dalších mikroorganismů. Lipidy a nukleové kyseliny zpravidla vykazují imunogenní vlastnosti pouze v kombinaci s proteiny. Jednoduché látky, dokonce i kovy, mohou také vyvolat produkci specifických protilátek, pokud jsou v komplexu s nosným proteinem. Takové látky se nazývají hapteny .
Mezi nemikrobiální antigeny patří pyl , vaječný bílek a proteiny z transplantací tkání a orgánů , stejně jako povrchové proteiny z krevních buněk v krevní transfuzi .
Alergeny jsou antigeny, které způsobují alergické reakce .
Látka působí jako antigen, když je v komplexu s proteiny hlavního histokompatibilního komplexu ( MHC ) v buňkách prezentujících antigen a umístěna na jejich povrchu pro prezentaci jako antigen jiným imunitním buňkám. V závislosti na prezentovaném antigenu a na typu molekuly histokompatibilního komplexu se aktivují různé typy buněk imunitního systému [4] . Zejména B-lymfocyty se mohou diferencovat , schopné produkovat specializované protilátky k rozpoznání tohoto konkrétního antigenu, takže tělo může pokračovat v rozpoznávání tohoto antigenu ve volné formě.
Podle původu se antigeny dělí na exogenní , endogenní a autoantigeny .
Exogenní antigeny vstupují do těla z prostředí inhalací, požitím nebo injekcí. Takové antigeny vstupují do buněk prezentujících antigen fagocytózou nebo pinocytózou a jsou pak zpracovány na fragmenty. Buňky prezentující antigen pak prezentují fragmenty pomocným T- buňkám ( CD4 + ) na svém povrchu prostřednictvím molekul hlavního histokompatibilního komplexu typu II ( MHC II ).
Endogenní antigeny jsou produkovány tělními buňkami během přirozeného metabolismu nebo v důsledku virové nebo intracelulární bakteriální infekce. Fragmenty jsou pak prezentovány na buněčném povrchu v komplexu s proteiny hlavního histokompatibilního komplexu prvního typu MHC I. Pokud jsou prezentované antigeny rozpoznávány cytotoxickými lymfocyty (CTL, CD8 + ), T buňky vylučují různé toxiny , které způsobují apoptózu nebo lýzu infikované buňky. Aby se zabránilo cytotoxickým lymfocytům zabíjet zdravé buňky, jsou autoreaktivní T-lymfocyty během selekce na toleranci vyloučeny z repertoáru .
Autoantigeny jsou obvykle normální proteiny nebo proteinové komplexy (stejně jako komplexy proteinů s DNA nebo RNA ), které jsou rozpoznávány imunitním systémem u pacientů s autoimunitními chorobami . Takové antigeny by normálně imunitní systém neměl rozpoznávat, ale v důsledku genetických nebo environmentálních faktorů může u těchto pacientů dojít ke ztrátě imunologické tolerance k takovým antigenům.
Podle schopnosti vyvolat produkci protilátek B buňkami bez dodatečné stimulace z T buněk se antigeny dělí na T-dependentní a T-independentní [5] . T-dependentní antigeny nejsou schopny samy vyvolat tvorbu protilátek bez pomoci T-buněk. Tyto antigeny neobsahují velké množství repetitivních epitopů, zahrnují proteiny. Poté, co B buňka rozpozná T-dependentní antigen prostřednictvím svého jedinečného B buněčného receptoru , přesune se do germinálního centra lymfoidního folikulu . Zde za účasti T-lymfocytů dochází k aktivní proliferaci aktivované buňky, somatické hypermutagenezi jejích genů kódujících variabilní oblasti imunoglobulinů a následné selekci [6] .
Antigeny nezávislé na T mohou aktivovat B buňky bez pomoci T buněk. Antigeny tohoto typu se vyznačují opakovaným opakováním antigenní determinanty ve své struktuře, patří mezi ně polysacharidy. Podle schopnosti T-independentních antigenů aktivovat B buňky specifické pro jiné antigeny (polyklonální aktivace) se dělí na typ I (způsobují polyklonální aktivaci) a typ II (nezpůsobují polyklonální aktivaci). B-buňky aktivované T-nezávislými antigeny se přesouvají do okrajových zón lymfoidních folikulů, kde proliferují bez účasti T-buněk. Mohou také podstoupit somatickou mutagenezi, ale na rozdíl od aktivace závislé na T to není nutné [6] .
Pod vlivem T-dependentních a T-independentních antigenů se aktivované B buňky v obou případech diferencují na plazmatické buňky a paměťové B buňky [6] .
Nádorové antigeny nebo neoantigeny jsou antigeny prezentované molekulami MHC I nebo MHC II na povrchu nádorových buněk. Takové antigeny mohou být prezentovány nádorovými buňkami, ale nikdy normálními buňkami. V tomto případě se nazývají nádorově specifické antigeny (tumor-specific antigen, TSA) a obecně jsou výsledkem nádorově specifické mutace. Častější jsou antigeny, které jsou přítomny na povrchu zdravých i nádorových buněk, nazývají se tumor-associated antigens (tumor-associated antigen, TAA). Cytotoxické T lymfocyty , které rozpoznávají takové antigeny, mohou tyto buňky zničit dříve, než proliferují nebo metastázují.
Nativní antigen je antigen, který ještě nebyl zpracován na malé kousky buňkou prezentující antigen (APC). T lymfocyty se nemohou vázat na nativní antigeny, a proto vyžadují zpracování APC, zatímco B buňky mohou být aktivovány nezpracovanými antigeny.
| Lymfocytární adaptivní imunitní systém a komplement | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Lymfoidní |
| ||||||||
| Lymfocyty | |||||||||
| Látky | |||||||||